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Desenvolvimento de um gerador de microplasma utilizando a tecnologia LTCC.

Yamamoto, Roberto Katsuhiro

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2008-05-16

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Desenvolvimento de um gerador de microplasma utilizando a tecnologia LTCC.
  • Autor: Yamamoto, Roberto Katsuhiro
  • Orientador: Maciel, Homero Santiago
  • Assuntos: Microplasma; Plasma (Microeletrônica); Tecnologia Ltcc; Green Tape; Ltcc; Microdischarge; Microplasma
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: Microplasmas são plasmas gerados em espaços com dimensões reduzidas, tipicamente, de dezenas a centenas de micrômetros. Apresentam como principal vantagem a possibilidade de se obter plasmas frios com densidades elevadas com baixo consumo de energia em pressões maiores do que em reatores convencionais, reduzindo sensivelmente o custo do equipamento. Um gerador de microplasma inédito foi desenvolvido neste trabalho, utilizando a tecnologia LTCC. O dispositivo é constituído por dois eletrodos paralelos de prata-paládio perfurados por centenas de microfuros, formando microcanais. O microplasma é gerado na região entre os eletrodos e é conduzido para fora do gerador através dos microcanais, constituindo um plasma remoto que pode interagir com a superfície de um material a ser processado. Os microfuros formam a estrutura de um microcatodo oco. Na fabricação, as camadas de cerâmica verde foram usinadas com uma máquina de CNC e os eletrodos foram obtidos por serigrafia. O método de pós-sinterização utilizando a cerâmica de transferência mostrou ser bastante reprodutível e produziu eletrodos totalmente planos, sem arqueamento. O gerador de microplasma foi instalado dentro de um reator RIE convencional e o microplasma foi gerado em DC e RF. A caracterização dos microplasmas de Ar, O2, N2 e He foi realizada por meio de curvas VxI, sonda dupla de Langmuir e espectroscopia de emissão óptica. Para descargas DC, em condições de baixa vazão de gás e elevada pressão, as curvas VxI mostraram três modos de descarga: catodo oco, normal e anormal. O efeito catodo oco foi evidenciado também pelos espectros de emissão óptica que mostraram raias na faixa de 300 a 450 nm, que indicam a presença de elétrons de alta energia. Essas raias foram mais fortemente evidenciadas em descargas RF. Temperaturas de elétrons elevadas, na faixa de 10 a 30 eV, foram obtidas através de medidas com a sonda dupla de Langmuir, nas condições em que o efeito catodo oco foi observado. A aplicabilidade do gerador de microplasma foi testada com foco no tratamento de superfície de polietileno e os resultados mostraram alta capacidade de redução do ângulo de contato e aumento da molhabilidade superficial, demonstrando, conseqüentemente, substancial modificação da energia de superfície do material, através desse processo a microplasma.
  • DOI: 10.11606/T.3.2008.tde-14082008-171713
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de criação/publicação: 2008-05-16
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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